Nanomateriales contra el cambio climático y la contaminación

Las propiedades especiales que tienen estos nanomateriales y el hecho de que se puedan agrupar muchos en una pequeña superficie hace que sean muy útiles y valiosos para la ingeniería a la hora de hacer una gestión eficaz de la energía. También para diseñar técnicas de control de la contaminación.

Muchos grupos de investigación están trabajando para resolver un problema que, si se consigue, podría ser un santo grial en la lucha contra el cambio climático: cómo sacar el CO2 de la atmósfera y convertirlo en productos útiles. Las nanopartículas ofrecen cierta esperanza, aunque queda el reto de hacerlos económicamente viable. Algo que no ha sido posible hasta ahora.

Pero, por ejemplo, y con el reto de frenar el cambio climático, se están desarrollando cosechadoras de nanoCO2, capaces de aspirar el dióxido de carbono atmosférico y desplegarlo para fines industriales. Se trata de transformar este dióxido de carbono en productos útiles como el alcohol. Más concretamente en metanol.

El trabajo está realizado por científicos del CSIR-Instituto Indio de Petróleo y la Universidad de Ciencia y Tecnología de Lille en Francia. Esta cosechadora de nanoCO2 utiliza agua y luz solar para convertir el CO2 atmosférico en metanol, que posteriormente puede emplearse como combustible de motor, un disolvente, un agente anticongelante o un diluyente de etanol.

Además, se estudia si los plásticos súperresistentes pudieran reemplazar el metal en automóviles, camiones, aviones y otras maquinarias pesadas, porque eso conllevaría ahorros de energía y la consiguiente reducción de la contaminación.

También se investiga sobre el empleo de nanomateriales en las baterías para que puedan tener más potencia y ofrecerla más rápidamente. Así, los que absorben suficiente luz para la conversión en energía eléctrica ya se han utilizado para recargar las baterías. Otras tecnologías respetuosas con el medio ambiente incluyen los leds blancos no térmicos de bajo consumo de energía y un revestimiento autolimpiante en las placas solares que descompone los contaminantes orgánicos utilizando fotocatalizadores.

Además, hay que tener en cuenta que, en parte, la contaminación se produce por la producción y el consumo de recursos. La mayoría de los residuos no puede reintegrarse al medio ambiente de manera efectiva o barata. En procesos como la extracción de petróleo y carbón, pero también en el transporte y el consumo, se continúan produciendo sustancias químicas perjudiciales para el medio ambiente. Si los nanomateriales son capaces de modificar la emisión y reciclaje de esas sustancias, tienen mucho potencial para llegar a ser un control efectivo de la contaminación.

El empleo y la aplicación de nanomateriales también se está estudiando en la gestión de residuos orgánicos que pueden contaminar la tierra y el agua si no se manejan adecuadamente. Así, se quiere aprovechar mejor las cantidades gigantescas de residuos biodegradables que generan las granjas y la industria alimentaria.

Hasta ahora, una de las formas más frecuentes de tratar estos desechos es volcarlos en unos tanques llenos de microbios anaeróbicos. Estos microorganismos convierten este material en combustible de biogás y sólidos que se pueden utilizar como fertilizantes. El problema es que es una operación lenta.

Por eso, algunas investigaciones se han centrado en cómo mejorar este proceso y se ha demostrado que, si se añaden nanopartículas de óxido metálico, se duplica la cantidad de biogás producido. Es decir, que las nanopartículas pueden acelerar este proceso, haciéndolo más eficiente en términos de duración y de producción mejorada del biogás.